钯催化剂有不同种类的吗,它们之间有什么区别?

作者&投稿:沙斧 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
钯催化剂的使用~

含钯催化剂的种类很多,大多应用于石油化工
中的催化加氢和催化氧化等反应过程中,如制备乙
醛、吡啶衍生物、乙酸乙烯酯及多种化工产品的反应
过程。加氢反应常用钯催化剂,汽车排气净化常以
氧化铝载铂.钯或铂一铑一钯为催化剂,硝酸生产氨氧
化反应常用含钯的铂网催化剂,松香加氢及歧化用
钯/炭催化剂。
国内生产的钯催化剂主要有黎明化工研究院生
产的双氧水用Pd/A203催化剂和用于气体净化的
钯催化剂,大连第一有机化工厂生产的含钯质量分
数≥59%型号为Q 1060.84的加氢用氯化钯催化
剂,大连化学物理研究所生产的钯/炭催化剂,上海
石油化工总厂生产的钯/炭催化剂和氯化钯催化剂,
中科院兰州化物所生产的铂一钯系列DH 型脱氢催
化剂、CH 消氢催化剂和DO 型高效脱氧剂等⋯

说“所有”,肯定不对,钯催化剂分很多种,一般用于用于烯烃除炔、脂环烃脱氢、氧化、裂化、聚合这些反应。

如果只是讨论偶联反应(cross coupling reaction)的话,考虑偶联反应的基本步骤就好了。一般偶联反应都从零价Pd启动,经历氧化加成(oxidative addition),转金属化(transmetallation),还原消除(reductive elimination)。那么对于各个步骤,不同的配体有不同的表现,比如调整Pd配位环境(配体电性,配体空间体积大小)取决于具体反应要求。通常富电子配体促进氧化加成,对于难以氧化加成的底物例如氯代芳烃(见Greg Fu的相关工作)有很好的促进反应的作用,而普通的三苯基膦就不行。所以这里二(三叔丁基膦)钯就比四(三苯基膦)钯要好。反过来,缺电子或者大位阻膦配体能促进还原消除,因此对于还原消除很困难或者有beta-H消除竞争的偶联反应可使用这类型配体,还是Greg Fu的例子,sp3-sp3碳还原消除一般很难,但是这类Suzuki反应可以用大位阻配体实现,既减少beta-H消除又因为位阻过大强迫还原消除。此外,催化剂在反应过程中的稳定性也是重要考量,你不想反应还没开始Pd就死了(Pd黑)对吧?所以配体的存在能稳定零价Pd中间体,使之不聚合成Pd黑析出来。如果只是普通的偶联反应,比如sp2-sp2的Suzuki啊Negishi啊Kumada啊Stille啊sp-sp2的Sonogashira啊诸如此类,只要没有特殊需求,你买的四(三苯基膦)钯和你买的醋酸钯再额外加三苯基膦区别并不大,因为零价Pd可以由二价Pd被膦配体啊胺类有机碱啊还原生成。其实话说回来,主要还是配体以及pre-catalyst的抗衡离子比较重要,Pd比较次要。但是不同的pre-catalyst有性能差别一般也不好预测。能好好预测的一般只有这个催化剂的Pd是不是正电性(cationic),比如Pd(OTf)2这类带着非配位性抗衡离子的,对于特殊的难以与Pd配位的底物有奇效。其他抗衡离子如Cl有时候又不容易掉下来于是就占着茅坑(配位点)不拉屎(不反应),这时候就需要Ag盐等这类halide scavenger了(偶联反应中这类情况其实很少见,更多见于C-H activation等领域)。但是这类Pd催化剂那么多,具体哪个cationic的Pd催化剂更好,筛了才知道。补充说明一点,对于C-H活化领域Pd催化剂也是非常常用的,而这时候因为CMD(concerted metallation deprotonation)机理的需求,抗衡离子就多半是羧酸根了,比如常见的醋酸钯(palladium acetate),新戊酸钯(palladium pivalate),三氟乙酸钯(palladium trifluoroacetate)等等。甚至很多情况为了优化反应,采用醋酸钯作为起始催化剂,然后一顿狂筛一遍各种奇葩结构的羧酸的也是见怪不怪,毕竟你没有那么多XX酸钯可以买嘛,总之,如果只是做偶联反应,考虑到使用频率和价格,一般醋酸钯买的很多,其他的常见二价钯啊多多少少能买就买,零价钯比较常见就是dba(二苄叉丙酮)类(如Pd(dba)2和Pd2(dba)3等),膦配体类(如前所述)配合物等,也比较常用,至于好不好用,还是要看反应本身。配体比较重要,所以种类也是尽量越多越好。至于Pd/C,这是非均相催化剂(之前的都是均相催化),基本只用来催化加氢或者脱氢脱卤等。



理论上的东西回答很多了,来点试剂应用方面的。醋酸钯国内产品质量不稳定,批次间差距大,建议买国外的。四三苯基膦钯是容易被氧化的催化剂,新鲜的黄色,放久了慢慢变棕色(一两个月),直至变黑(一年内)。建议用二氯二三苯基膦钯替代,一定要四个配体可以额外加三苯基膦(这个便宜)。如果有钱,尽量多买一些前催化剂(precatalyst)。这个里面钯和配体配比好的,不用分开称量,做微量反应筛条件非常合适。前催化剂已经发展到四代了,比传统钯加配体还是有优势的,操作简便,易保存(至少两三年),重复性好,产率一般会较高一点点一般偶联反应都从零价Pd启动,经历氧化加成(oxidativeaddition),转金属化(transmetallation),还原消除(reductiveelimination)。那么对于各个步骤,不同的配体有不同的表现,比如调整Pd配位环境(配体电性,配体空间体积大小)取决于具体反应要求。



普遍来讲,偶联反应的过程大致分为以下几个步骤:氧化加成/oxidative addn.,配位/coordination(或称过渡金属化/transmetallation),插入/insertion和beta-还原消除/beta-reductive elimn.。金属-/配合物,这里尤指Pd,在反应过程中起到的是媒介的作用,使两个原本未键合的原子/基团成键形成产物。插一句题外话,Pd催化的Suzuki coupling我在之前做过相关的反应,前人也有尝试将中心(过渡)金属换成Ni等其他金属和尝试Pd和不同的配体而产生反应和产物上的差异的报道。至于所说的价格问题,一方面金属Pd本身的价格就不便宜(中国地区是如此,国外尚不了解);再者就是配体了,配体主要的作用一方面是增加Pd,特别是Pd(0)在反应体系中的溶解度(譬如COD,dba),另一方面有的时候可以提供催化剂在反应中的选择性(譬如salen)。金属的选择上,偶联反应中大多是以Pd(0)催化的,但是也有Pd(I/II)(或其他价态)进行催化的例子,综述中有相关描述并且有这些不同的反应在合成中的应用。




石油化工催化剂分类
聚合催化剂和水合催化剂,前者主要参与高分子化合物的形成,后者则负责引入水分,两者在化工合成中不可或缺。脱水催化剂则致力于去除有机物中的水分,确保反应的精确进行。烷基化催化剂、异构化催化剂和歧化催化剂,它们各自处理特定的化学转变,如烷基化催化剂用于改变碳链结构,异构化催化剂促使不同结构...

催化剂按功能分类
催化剂种类繁多,按状态可分为液体催化剂和固体催化剂;按反应体系的相态分为均相催化剂和多相催化剂,均相催化剂有酸、碱、可溶性过渡金属化合物和过氧化物催化剂。多相催化剂有固体酸催化剂、有机碱催化剂、金属催化剂、金属氧化物催化剂、络合物催化剂、稀土催化剂、分子筛催化剂、生物催化剂、纳米...

对于同一个化学反应,催化剂的种类
对于同一个化学反应,催化剂的种类往往是很多的。例如酯化反应,采用的是酸做催化剂,最常用的催化剂是硫酸,但硫酸有氧化性和腐蚀性,对设备要求很高,产品颜色不好。于是就使用各种型式的其它催化剂,例如,硫酸氢钠、强酸性阳离子交换树脂、氢型沸石、杂多酸、有机锡氧化物,羧酸锌等。可以根据反应...

催化剂有哪些?
按反应体系的相态分为均相催化剂和多相催化剂,均相催化剂有酸、碱、可溶性过渡金属化合物和过氧化物催化剂。3、催化剂在现代化学工业中占有极其重要的地位,例如,合成氨生产采用铁催化剂,硫酸生产采用钒催化剂,乙烯的聚合以及用丁二烯制橡胶等三大合成材料的生产中,都采用不同的催化剂。

催化剂的种类及各种催化剂的使用方法?
催化剂的种类比较多。有物理的催化剂,化学的催化剂,生物的催化剂。一般如果做催化剂的话,一般是应用它的特性的。比如,一些铁系的催化剂会用来脱硫,因为可以与硫发生反应。也有那种降低反应温度的。例如本来800度的反应,添加催化剂后,反应温度降低了。你这个问题太笼统了。范围太广。

什么是催化剂?
根据在化学反应中起到的作用不同,催化剂分为正催化剂和反催化剂,正催化剂可以加快化学反应速率,反催化剂则降低化学反应速率。催化剂的种类很多,例如燃速催化剂(天元亚铬酸铜ty1971cn\\二茂铁等),固体催化剂等等,催化剂具有高度的专一性,一类催化剂只能催化一类反应,这就像一把钥匙只能开一把锁。

催化催化种类
生物催化,如酶催化,利用生物体内的酶在生物体内进行高效的化学反应。电催化、光助催化、光电催化等也是催化技术的分支。按催化机制分类,有金属催化剂、金属氧化物催化剂、配位催化剂、酸碱催化剂和多功能催化剂。如金属催化剂主要涉及过渡金属,金属氧化物催化常用于氧化、加氢等反应。催化剂在现代化学工业...

一什么催化剂,填一量词
种。催化剂是分种类的,不同种类的催化剂有不同的用途。所以可以说一种催化剂,两种催化剂,三种催化剂等。

如何证明某物质是否是催化剂
催化反应特征:1、催化剂只能加速热力学上可以进行的反应。要求开发新的化学反应催化剂时,首先要对反应进行热力学分析,看它是否是热力学上可行的反应。2、催化剂只能加速反应趋于平衡,不能改变反应的平衡位置(平衡常数)。3、催化剂对反应具有选择性,当反应可能有一个以上不同方向时,催化剂仅加速...

金属催化剂有哪些种类
金属催化剂主要包括块状催化剂(如电解银催化剂、融铁催化剂、铂网催化剂等);分散或者负载型的金属催化剂;金属互化物催化剂;合金催化剂(如Cu-Ni合金加氢催化剂);金属簇状物催化剂。二、金属催化剂有哪些种类1、按催化剂的活性组分是否负载在载体上分类(1)非负载型金属催化剂指不含载体的金属...

郓城县14770125795: 化学中钯有什么用 -
布狱穗悦: 钯有吸收氢气的功能,因此常常用在氢气参加的反应的催化剂里面. 加氢的时候有直接用钯金属催化的,也有钯碳催化剂,林德勒催化剂之类的,加氢比较温和. 因为它可以吸收氢气,所以也可以用来脱氢,把不饱和的六元环芳香化. 比如把环己二烯变成苯

郓城县14770125795: 钯炭催化剂的主要作用 -
布狱穗悦: 钯炭催化剂的主要作用: 钯碳是一种催化剂,是把金属钯粉负载到活性碳上制成的,主要作用是对不饱和烃或CO的催化氢化.具有加氢还原性高、选择性好、性能稳定、使用时投料比小、可反复套用、易于回收等 特点.广泛用于石油化工、...

郓城县14770125795: 氢化丁腈橡胶的制备方法 -
布狱穗悦: HNBR的制备方法主要有三种:乙烯一丙烯腈共聚法、NBR溶液加氢法和NBR乳液加氢法. 乙烯一丙烯腈共聚法 丙烯腈一乙烯共聚法制备HNBR时,由于共聚反应中各单体的反应速率差异很大(rAN=0.04,rE=0.8),比较难控制,且所行聚合物...

郓城县14770125795: 含钯催化剂都用在什么生产中?
布狱穗悦: 含钯催化剂的种类很多,大多应用于石油化工中的催化加氢和催化氧化等反应过程中,如制备乙醛、吡啶衍生物、乙酸乙烯酯及多种化工产品的反应过程.加氢反应常用钯...

郓城县14770125795: 生产什么化工产品要用钯碳催化剂 -
布狱穗悦: 钯炭催化剂是将金属钯负载到活性炭里形成负载型加氢精制催化剂,用于精制处理对苯二甲酸原料,生产精制对苯二甲酸;国内还有燕山石化公司用于精制处理间苯二甲酸原料,生产精制间苯二甲酸.

郓城县14770125795: 非铂催化剂和铂催化剂的优点和也缺点 -
布狱穗悦: 钯催化剂的优点:钯是一种贵金属,催化活性高,对于各类化学反应有着良好的催化效能.作为催化剂可以使得反应速度更快. 缺点:成本高,钯是一种贵金属,成本极高,比金的成本都高,不利于工业上的大规模使用.

郓城县14770125795: 钯触媒载体是什么 -
布狱穗悦: 钯催化剂,就是钯触媒,是以贵金属钯为主要活性成分,氧化铝为载体的负载型催化剂

郓城县14770125795: 醋酸钯和氯化钯是均相催化剂么? -
布狱穗悦: 虽然在一般情况下,这些钯的催化剂在溶剂中是不溶解的.但是在进行相应的反应中,这些低价态的钯参与了反应,(如果有兴趣可以看看一些金属有机偶联反应的机理).这表明,在反应中钯参与反应.那么这个情况说明在反应过程...

郓城县14770125795: 你好一般哪些工厂或化工厂用铂催化济剂 -
布狱穗悦: 铂催化剂用于氨氧化、不饱和化合物氧化和加氢,从气体中脱除一氧化碳、氮氧化物和有机物,烷烃和烯烃加氢异构化等化工过程.钯催化剂的种类很多,大多应用于石油化工中的催化加氢和催化氧化等反应过程.而烷烃和烯烃加氢异构化不能用钯催化剂.黄金作催化剂是不可行的,因为其原子结构过于稳定,而且价格较高.

郓城县14770125795: 油脂加氢必须用镍催化剂吗?还可以用其他种类的催化剂吗? -
布狱穗悦: 镍、钯、铂属于同一族的元素,都具有很强的吸氢能力,所以才能用作加氢类催化剂.相对而言,钯的吸氢能力最强.对于油脂类加氢,除镍催化剂外,当然可以用钯,铂催化剂,效果会更好,但镍的价格远低于钯、铂,工业上当然选择更便宜的镍催化剂.

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